(57)【要約】【課題】ステージ装置において、ケーブル等の変形などによる外乱が微動ステージの位置決め精度を劣化させる。【解決手段】少なくとも二軸方向に移動可能な基板ステージ８と、基板ステージ８に接続されたケーブル部材１１を保持して少なくとも二軸方向に微動するケーブル微動ユニット１０と、ケーブル微動ユニット１０を少なくとも一軸方向に粗動するケーブル粗動ユニット６を有する。【選択図】      図１
2005046941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二軸方向に移動可能な基板ステージと、
前記基板ステージに接続されるケーブル部材を保持して少なくとも二軸方向に小ストロークで移動するケーブル微動ユニットと、
前記ケーブル微動ユニットを少なくとも一軸方向に大ストロークで移動するケーブル粗動ユニットを有することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージに追従することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記ケーブル微動ユニットと前記基板ステージとの間に、前記ケーブル微動ユニットと前記基板ステージの相対位置を計測する相対位置計測手段を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記相対位置計測手段を用いて、前記ケーブル微動ユニットと前記基板ステージとの間の距離が一定となるようにケーブル微動ユニットを制御することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記基板ステージを搭載し、少なくとも一軸方向に大ストロークで移動する粗動ステージを有し、
前記ケーブル粗動ユニットが前記粗動ステージに追従することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項６】
前記粗動ステージと前記ケーブル粗動ユニットとが一体となっていることを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記粗動ステージが接触式のガイドにより案内されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ケーブル部材が前記ケーブル微動ユニットを介して前記ケーブル粗動ユニットに固定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項９】
前記ケーブル微動ユニットが前記ケーブル粗動ユニットに対して非接触で支持されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記ケーブル微動ユニットが前記ケーブル粗動ユニットに対して静圧軸受により支持され、該静圧軸受の周囲に排気溝を有することを特徴とする請求項９に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記基板ステージが少なくとも３軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの少なくとも３軸方向に追従して移動することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記基板ステージが６軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの６軸方向に追従して移動することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記ケーブル粗動ユニットが接触式のガイドにより案内されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のステージ装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１つに記載のステージ装置によって基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置によってデバイスを製造する工程を有するデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置、好ましくは半導体デバイス等を製造するための露光装置等に搭載されるステージ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示用装置等のデバイスを製造する工程で利用される露光装置は、マスクやレチクル等の原版や半導体ウエハやガラス基板等の被露光基板（以下、これらを基板と総称する）を移動させるステージ装置を有する。
【０００３】
このようなステージ装置としては、例えば特許文献１に開示されるようなものがある（図１０参照）。図１０において、ベース定盤５０２上にＹヨーガイド５５０が設けられ、Ｙヨーガイド５５０とベース定盤５０２でガイドされるＹステージ５５１が設けられている。Ｙステージ５５１とベース定盤５０２およびヨーガイド５５０との間には不図示のエアスライドが設けられている。この結果Ｙステージ５５１はＹ方向に滑動自在になっている。
【０００４】
また、Ｙステージ５５１を囲む形でＸステージ５６１が設けられる。Ｘステージ５６１は、Ｙステージ５５１の側面でガイドされている。Ｙステージ５５１の側面とＸステージ５６１の間にはエアスライドが設けられている。またＸステージ５６１とベース定盤５０２の間にも不図示エアスライドが設けられている。この結果、Ｘステージ５６１はＹステージ５５１に対してＸ方向に滑動自在になっている。Ｙステージ５５１は前述のようにＹ方向に滑動自在で、Ｘステージ５６１はＹステージ５５１に対してＸ方向に滑動自在なので粗動ステージとしてのＸステージ５６１はベース定盤５０２に対してＸＹ方向に滑動自在である。
【０００５】
Ｘステージ５６１の上には６軸微動リニアモータとウエハ天板５０１からなる微動ステージが設けられる。ウエハ天板５０１上にはウエハチャックが搭載され、チャック上の不図示ウエハにマスクのパターンが露光できるようになっている。また、微動ステージと粗動ステージの位置は独立に計測および位置決め制御される。
【０００６】
また、ステージ装置において、ステージに用力を供給する用力供給ケーブルがステージに与える影響を低減する手段として、用力供給ケーブルを保持した用力供給ステージ（ケーブル保持ステージ）を設けて、ＸＹステージに同期させる構成が特許文献２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１０６３４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−０４３２１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
微動ステージに接続されるケーブルを、たとえば特許文献２のように大ストロークに移動するケーブル保持ステージに引き回すと、粗動ステージの位置精度が悪く、位置決めの際に微動ステージと粗動ステージの相対位置が変動する場合には、微動ステージと粗動ステージ間のケーブルが変形し、これが微動ステージへの外乱となり、微動ステージの位置精度を劣化させる。
【０００９】
さらに、前述のエアスライダを用いてケーブル保持ステージもしくは粗動ＸＹステージを高精度に位置制御するには、加工の面で大きなストロークのステージを実現するのは困難である。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その目的は、電源供給用ケーブル、センサケーブル、もしくは真空供給ケーブル等のケーブル部材による外乱の影響を低減して高精度な位置決めを可能とするステージ装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決させるための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも二軸方向に移動可能な基板ステージと、前記基板ステージに用力を供給するケーブル部材を保持して少なくとも二軸方向に小ストロークで移動するケーブル微動ユニットと、前記ケーブル微動ユニットを少なくとも一軸方向に大ストロークで移動するケーブル粗動ユニットを有している。
【００１２】
また、好ましくは前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージに追従することが望ましい。
【００１３】
また、好ましくは前記基板ステージを搭載し、少なくとも一軸方向に大ストロークで移動する粗動ステージを有し、前記粗動ステージと前記ケーブル粗動ユニットとが一体となっていることが望ましい。
【００１４】
また、好ましくは前記ケーブル部材が前記ケーブル微動ユニットを介して前記ケーブル粗動ユニットに固定されていることが望ましい。
【００１５】
また、好ましくは前記ケーブル微動ユニットが前記ケーブル粗動ユニットに対して非接触で支持されていることが望ましい。
【００１６】
また、非大気雰囲気中では好ましくは前記静圧軸受の周囲に排気溝を有することが望ましい。
【００１７】
また、好ましくは前記基板ステージが少なくとも３軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの少なくとも３軸方向に追従して移動することが望ましい。
【００１８】
また、好ましくは前記基板ステージが６軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの６軸方向に追従して移動することが望ましい。
【００１９】
また、前記ケーブル粗動ユニットおよび／または前記粗動ステージが接触式のガイドにより案内されてもよい。
【００２０】
（作用）
本発明によれば、ステージ装置において、ケーブル部材による外乱を低減させることができるので、ステージ装置の高精度な位置決めを可能にできる。
【００２１】
さらに、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージに追従することで、基板ステージへのケーブル外乱を遅れなく低減させることができるため、微動ステージをさらに高精度に位置決めができる。
【００２２】
さらに、前記基板ステージを搭載し、少なくとも一軸方向に大ストロークで移動する粗動ステージを有し、前記粗動ステージと前記ケーブル粗動ユニットとを一体とすることで、ケーブル微動ユニットを基板ステージとを大ストロークの移動に関して追従させるための機構を別途設ける必要がなくなるため、粗動の追従での誤差の影響がなくなり、装置が簡略となる。また、このことにより制御対象が少なくなるため、演算負荷が低減し、基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２３】
さらに、前記ケーブル部材が前記ケーブル微動ユニットを介して前記ケーブル粗動ユニットに固定されることで、ケーブル部材を引き回す距離が短くなる。また、前記粗動ステージと前記ケーブル粗動ユニットが一体のときに、前記ケーブル部材を前記ケーブル微動ユニットを介して前記ケーブル粗動ユニット（前記粗動ステージ）に固定されることで、前記粗動ステージと前記粗動ステージ上の基板ステージ（微動ステージ）との相対位置変動による外乱の影響を低減し、基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２４】
さらに、前記ケーブル微動ユニットが前記ケーブル粗動ユニットに対して非接触で支持することで、ケーブル外乱をケーブル微動ユニットで吸収できるため、基板ステージへの外乱の影響を低減し、基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２５】
さらに、前記ケーブル微動ユニットが前記ケーブル粗動ユニットに対して静圧軸受により支持され、前記静圧軸受の周囲に排気溝を有することで、非大気雰囲気中でも非大気雰囲気濃度を低下させることなく、基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２６】
さらに、前記基板ステージが少なくとも３軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの少なくとも３軸方向に追従して移動することで、基板ステージの３軸方向の微動によるケーブル外乱を低減させて基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２７】
さらに、前記基板ステージが６軸方向に移動可能であり、前記ケーブル微動ユニットが前記基板ステージの６軸方向に追従して移動することで、基板ステージの６軸方向の微動によるケーブル外乱を低減させて基板ステージの高精度な位置決めが可能となる。
【００２８】
さらに、前記ケーブル粗動ユニットおよび／または前記粗動ステージが接触式のガイドにより案内されることで、安価に高精度な位置決めが可能となる。また、接触式のガイドを用いることで、エアスライダと比べて加工の面での制限が少ないため大ストロークのステージ装置に対応できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明に係るステージ装置の第１の実施形態を示す図である。この図において、Ｙ方向に関する粗動ステージとしてのＹステージ３は、ベース定盤１上に固定されたリニアモータ（以下ＬＭ）ガイド２でガイドされ、Ｙ方向に滑動自在に支持されている。Ｙステージ３の両側にはＹリニアモータ４が設けられ、Ｙステージ３をＹ方向に大ストロークで移動（粗動）するようになっている。
【００３０】
Ｙステージ３上には同様にＬＭガイド５が設けられ、Ｘ方向に関する粗動ステージとしてのＸステージ６がＬＭガイド５にガイドされている。Ｘステージ６はＬＭガイド５によりＹステージ３に対してＸ方向に滑動自在に支持されている。
また、Ｘステージ６にはＸリニアモータ（不図示）が設けられ、Ｘステージ６をＸ方向に大ストロークで移動するようになっている。
【００３１】
ここで、Ｘステージ６やＹステージ３のガイド５，２に、安価で剛性の高い接触式のガイドであるＬＭガイド（たとえば転がりガイドなど）を用いているが、エアスライダを用いることもできる。またＸステージ６、Ｙステージ３には不図示のセンサが設けられ、少なくともＹステージ３のＹ方向位置、Ｘステージ６のＸ方向位置が計測できるようになっている。
【００３２】
Ｘステージ６上には基板ステージとなる微動ステージ８が設けられ、Ｘステージ６に対して高精度に位置制御されている。微動ステージ８は、例えば特許文献１により周知のものでよいため詳細な説明は省略するが、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωＸ（Ｘ軸回りの回転方向）、ωＹ（Ｙ軸回りの回転方向）、θ（Ｚ軸回りの回転方向）の６軸方向に小ストローク移動（微動）可能である。微動ステージ８の６軸方向の位置は不図示のレーザ干渉計等を用いて計測できる。つまり、粗動ステージであるＸＹステージ（Ｘステージ６，Ｙステージ３）の位置とは別に微動ステージ８の６軸方向の位置が計測できるようになっている。
【００３３】
Ｘステージ６上にはさらにケーブル微動ステージとしてのケーブル微動ユニット１０が搭載され、粗動ステージとしてのＸステージ６から微動ステージ８に電源供給用ケーブル、センサケーブル、もしくは真空供給ケーブル（真空配管）等のケーブル部材１１を直結するのではなく、ケーブル部材１１がケーブル微動ユニット１０を介してＸステージ６から微動ステージ８に接続されている。
【００３４】
ケーブル微動ユニット１０は微動ステージ８と同様の構成で非接触で６軸に小ストロークで移動を制御できるように微動リニアモータを配置し、たとえば図２に記載のギャップセンサ１８によりケーブル微動ユニット１０と微動ステージ８の６軸方向の相対位置を計測して、６軸方向に追従するように制御することにより、Ｚ，ωＸ，ωＹ方向の外乱も微動ステージ８に伝わらないようにしている。
【００３５】
微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０の６軸方向の相対位置計測手段を説明する。微動ステージ８の端部に直方体の計測ターゲット１９が設けられ、この計測ターゲット１９の直交する３面にＸ方向３本、Ｙ方向２本、Ｚ方向１本の都合６本の相対位置計測器としてのギャップセンサ１８が、計測ターゲット１９に非接触に対面している。６本のギャップセンサ１８はギャップセンサ取り付け板２０を介してケーブル微動ユニット１０に固定される。
【００３６】
これによりケーブル微動ユニット１０と微動ステージ８の６軸方向の相対位置が計測できる。ケーブル１１はＸステージで一端固定されて、そこからケーブル１１ｂでケーブル微動ユニット１０に入りケーブル制御ユニット１０を介してケーブル１１ａにより微動ステージ８へと接続される。
【００３７】
図３は、本実施形態の動作の一部を説明する図である。微動ステージ８は、ケーブル微動ユニット１０の位置やＸステージ８の位置とは独立して与えられる指令に基づいて制御される。一方、ケーブル微動ユニット１０は微動ステージ８の位置に追従するように制御される。図３（ｂ）は微動ステージ８が指令に基づいて紙面に垂直な軸周りに回転した状態を示す。このときケーブル微動ユニット１０は前記ギャップセンサ１８（図３では不図示）の出力を一定に保つように制御されるので図３（ｂ）に示す位置に移動する。
【００３８】
この結果ケーブル１１ａの状態は図３（ａ）の状態から変化せず、ケーブル１１ｂは変形を受ける。ケーブル１１ｂが変形するとそれに伴う力が発生するが、それはすべてケーブル微動ユニット１０で受けるようになっており、ケーブル１１ａから微動ステージ８には何ら力が作用しない。
【００３９】
以上のステージ装置では、微動ステージ８上の基板としてのウエハを高精度に位置決めするために、粗動ステージ（Ｘステージ６，Ｙステージ３）と微動ステージ８は各々独立に位置が計測され、各々独立に位置制御される。ケーブル微動制御ユニット１０は、ギャップセンサ１８により６軸方向に微動ステージ８に追従もしくは同期（以下、略同期も含めて追従と総称する）して制御される。
【００４０】
こうして微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０との相対位置関係は、ほとんど不変になるため、粗動ステージ（Ｘステージ６，Ｙステージ３）と微動ステージ８との相対位置関係が位置決めの過程で変化しても、ケーブル１１の変形による微動ステージ８への外乱はケーブル微動ユニット１０が吸収して微動ステージ８に伝わらない。
【００４１】
また、微動ステージ８に接続されるケーブル１１は、Ｙステージ３を介して一度Ｘステージ６にケーブル１１ｂとしてその一端が固定され、Ｘステージ６からケーブル微動ユニット１０を介してケーブル１１ａとしてその一端が微動ステージ８に接続される。ケーブル１１ａ，１１ｂの他端のそれぞれは、ケーブル微動ユニット１０に固定されている。なお、ここでいう「固定」とは、ケーブルを直接固定する場合だけでなく、何等かの中間部材を介して取り付ける場合も含むことはいうまでもない。
【００４２】
なお、本実施形態では、ギャップセンサにより微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０の相対位置を計測して追従させているが、干渉計等により微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０のそれぞれの絶対位置を計測してもよく、微動ステージ８とケーブル微動ユニットの相対位置関係をほぼ一定にして追従できればよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、粗動ステージ（Ｘステージ６）の上に微動ステージ（基板ステージ）８とケーブル微動ユニット１０を搭載もしくは設けて、微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０が粗動ステージ（Ｘステージ６）によって一体的に大ストロークで移動するようにしている。このような構成にすることで、ケーブル粗動ステージを別途設ける必要がなくなり、制御対象が少なくなるので演算負荷が低減される。
【００４４】
また、微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０を一体的に大ストロークで移動させる構成は、この方法に限られるものではない。本実施形態において、微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０を一体的に大ストロークで移動させるとは、両者を所定の位置関係を保って大ストロークで移動させることと同意であり、ケーブル微動ユニット１０を粗動ステージとしてのＸステージ６の移動に同期もしくは追従して移動するケーブル粗動ステージとしての追従ステージ上に搭載もしくは設けることにより、微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０を粗動に関しては所定の位置関係に保つようにしても良い。ただし、この場合は制御対象は増える。
【００４５】
つまり、本実施形態は、Ｘステージ６とは別の追従ステージにケーブル微動ユニット１０を設けて、微動ステージ８とケーブル微動ユニット１０を粗動に関して同期制御もしくは追従制御させた構造と実質的に等しいものである。
【００４６】
基板ステージとは別のステージにケーブル微動ユニット１０を設けた実施形態は、第４の実施形態で後述する。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
図４は、第１の実施形態のケーブル微動ユニット１０を３軸で微動可能な構成にした例である。第１実施形態と同じ機構については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図５に第２の実施形態におけるケーブル微動ユニット１０’の詳細を示す。Ｘステージ６上に非接触でＸＹθ方向に滑動自在に磁石ユニット１０ｂが支持されている。ケーブル微動ユニットもしくはケーブル微動ステージとしての磁石ユニット１０ｂは、図５（ａ）に示すように、ヨーク１５とヨーク１５に固定した３対のＺ方向に着磁された磁石１２とから構成され、後述のコイルプレート１０ａを、図５（ｂ）に示すように、上下（Ｚ方向）から挟み込む構成になっている。
【００４９】
各々の磁石対１２はコイルプレート１０ａとＮ極が対面するもの、Ｓ極が対面するもので構成される。そのうち１対は略中央部にあってＮＳの並びがＹ方向に沿うように配置され、他の２対は前記中央部磁石対のＹ方向で両側にあってＮＳの並びがＸ方向に沿うように配置される。
【００５０】
コイルプレート１０ａはコイル１３，１４を支持固定する板で、その中に３個の長円形コイル１３，１４が設けられている。Ｙコイル１４は前記中央部磁石対１２に対応する位置に配置され、長円形の直線部がＹ方向と略直角になっている。２つのＸコイル１３は前記中央磁石対１２の両側に配置した磁石対１２に対応する位置に配置され、長円形の直線部がＸ方向と略直角になっている。
【００５１】
コイルプレート１０ａはＸステージ６に対して固定される。３つのコイル１３，１４に流す電流を制御することにより、ケーブル微動ユニット１０’の磁石ユニット１０ｂにＸ方向、Ｙ方向の少なくとも２方向に推力を与え、更にはθ方向に回転力を作用するようになっている。
【００５２】
また、微動ステージ８に接続されるケーブル部材１１は、Ｙステージ３を介して一度Ｘステージ６にケーブル１１ｂとしてその一端が固定され、Ｘステージ６からケーブル微動ユニット１０の磁石ユニット１０ｂを介してケーブル１１ａとしてその一端が微動ステージ８に接続される。ケーブル１１ａ，１１ｂの他端のそれぞれは、磁石ユニット１０ｂに固定されている。磁石ユニット１０ｂには、不図示の位置センサが設けられ微動ステージ８とのＸＹθ方向の相対位置が計測できるようになっている。相対位置計測手段は例えば、第１の実施形態で用いたギャップセンサ１８（図２参照）を３軸に適用したものを用いることができる。
【００５３】
なお、本実施形態ではケーブル微動ユニット１０’の制御軸数を３軸としたが、制御軸数をさらに減らして簡素化する構成も可能である。この場合でも、ケーブル１１の保持部が微動可能であるため、本実施形態のケーブル微動ユニット１０を有さないケーブル保持ステージに比べて追従性の面で有利となる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
図６に示す第３の実施形態は、第２の実施形態のステージ装置を非大気雰囲気中、たとえば真空中で用いた例である。第２の実施形態との大きな違いは、ケーブル微動ユニットの磁石ユニット１０ｂを支持するエアパッド９の周囲に排気溝１７を設けたことである。
【００５５】
図６において、図５（ｃ）と同じ機構を有するものには同じ符号を付して説明を省略する。この実施形態では、エアパッド９の周囲に排気溝１７を設けており、排気溝１７は不図示の配管によって外部のポンプと連通されている。エアパッド９から供給された気体は、不図示のポンプによって回収され、ステージ装置周辺の真空中に気体が漏れないようにしている。
【００５６】
また、その他にアウトガスの対策として、Ｘステージ６のＬＭガイド５に真空対応のグリスを用いることや、ＬＭガイド５やケーブル１１などを含めたステージ構成部材に真空対応の表面処理を施すことができる。
【００５７】
一般に、真空対応のケーブルや配管は太く硬いものを用いる。このことは、微動ステージに接続されるケーブルや配管も太く硬くなって、わずかな変形でも微動ステージ８に外乱を伝達しやすくなることを意味する。このような場合、特に本実施形態が有効となり、磁石ユニット１０ｂを微動ステージ８に高精度に追従させることで、微動ステージ８に接続されたケーブルには実質的に変形が生じないようにできる。このため、本実施形態によれば、真空中で使用されるステージ装置において高精度な位置制御が実現できる。
【００５８】
＜第４の実施形態＞
図７は第４の実施形態を表す図である。本実施形態は、本発明を走査露光装置のレチクルステージに適用した例である。
【００５９】
レチクルステージ定盤３４上にエアパッド３７を介して基板ステージとしてのレチクルステージ３３がＸＹθ方向に滑動自在に支持されている。レチクルステージ３３の上には原版もしくは基板（以下基板と総称する）としてのレチクル３２が保持されている。レチクルステージ３３の両側にはリニアモータ可動子として磁石３５と、不図示の支持部に支持されたリニアモータ固定子としてのコイル３０、３１が設けられている。コイル３１に電流を流すことで、レチクルステージはＹ方向に駆動することができ、コイル３０に電流を流すことでＸ方向に駆動することができる。また、レチクルステージ３３の両側の駆動力を変えることでθ方向に駆動することができる。
【００６０】
レチクルステージ３３は不図示のレーザ干渉計でＸＹθ位置を計測され、高精度に位置制御できるようになっている。またレチクルステージ３３にはレチクル３２を吸着するための真空配管３６が設けられている。この一方は側部に設けられたケーブル制御ユニット４１に固定もしくは取り付けられ、ケーブル制御ユニット４１を介して後段の真空系に接続される。
【００６１】
ケーブル制御ユニット４１は、接触式のガイドであるＬＭガイド４０でＹ方向に移動自在に支持されたケーブル粗動ユニットもしくはケーブル粗動ステージとしての追従ステージ４２の上に、エアパッド３８を介してケーブル微動ユニット３９が支持されたものである。ケーブル制御ユニット４１の追従ステージ４２は不図示の駆動機構によりＹ方向に大ストロークで移動できるようになっており、不図示のセンサによってレチクルステージ３３に同期もしくは略同期してＹ方向に大ストロークに移動するようになっている。
【００６２】
また、ケーブル微動ユニット３９とレチクルステージ３２のＸＹθ方向の相対位置が計測できるように不図示の相対位置計測器（センサ）が設けられている。
相対位置計測器は、例えば第１の実施形態で用いたギャップセンサ１８（図２参照）を３軸に適用させたものでよく、リニアモータ可動子３５に図２の計測ターゲット１９を設ければよい。
【００６３】
また、追従ステージ４２とケーブル微動ユニット３９はそれぞれ、追従する対象との相対位置を計測して、相対位置を一定とするように駆動制御するとしたが、それぞれを例えばレーザ干渉計等を用いて絶対位置で計測して位置制御してもよい。
【００６４】
なお、ケーブル微動制御ユニット３９は第２の実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。
【００６５】
以上の構成において、レチクルステージ３３のＹ方向の大ストロークの移動に同期してケーブル制御ユニット４１の追従ステージ４２はＹ方向に同期もしくは略同期して追従し、ケーブル制御ユニット４１のケーブル微動ユニット３９はレチクルステージ３３のＸＹθ方向に小ストロークで高精度に追従する。
【００６６】
この結果、レチクルステージ３３にはケーブル外乱がほとんど作用せず高精度な位置制御が達成できる。
【００６７】
以上の実施形態では、ケーブル微動ユニット３９の位置を微動ステージ８もしくはレチクルステージ３３に高精度に追従させることにより、ケーブル変形に伴う外乱を微動ステージ８またはレチクルステージ３３に伝達しないようにする例を示したが、要は高精度に制御したいものに外乱を伝えないように制御すればよい。たとえば位置を計測する変わりにケーブルの変形に伴う力やひずみを検出してそれがゼロになるようにケーブルステージの磁石ユニットを制御してもよい。
【００６８】
＜第５の実施形態＞
図８は、上記のステージ装置をウエハステージとする半導体デバイス製造用の露光装置を示す。
【００６９】
この露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルＲを介して基板としての半導体ウエハＷ上に光源６１からの露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称である）を投影系としての投影レンズ（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である）６２を介して照射することによって、基板上に所望のパターンを形成している。
【００７０】
この露光装置は、定盤５１上にガイド５２とリニアモータ固定子６４を固設している。前述と同様に、リニアモータ固定子２１は多相電磁コイルを、リニアモータ可動子６３は永久磁石群を有している。リニアモータ可動子６３を可動部５３として、ステージである可動ガイド５４に接続し、リニアモータＭ１の駆動によって可動ガイド５４を紙面法線方向に移動させる。可動部５３は、定盤５１の上面を基準に静圧軸受５５で、ガイド５２の側面を基準に静圧軸受５６で支持される。
【００７１】
可動ガイド５４を跨ぐようにして配置したステージである移動ステージ５７は静圧軸受５８によって支持されている。この移動ステージ５７は、上記と同様のリニアモータＭ２によって駆動され、可動ガイド５４を基準に移動ステージ５７が紙面左右方向に移動する。移動ステージ５７の動きは、移動ステージ５７に固設したミラー５９および干渉計６０を用いて計測する。
【００７２】
移動ステージ５７に搭載したチャック上に基板であるウエハＷを保持し、光源６１、投影光学系６２によって、原版であるレチクルＲのパターンをウエハＷ上の各領域にステップアンドリピートもしくはステップアンドスキャンで縮小転写する。
【００７３】
なお、本発明のリニアモータは、マスクを使用せずに半導体ウエハ上に回路パターンを直接描画してレジストを露光するタイプの露光装置にも、同様に適用できる。
【００７４】
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図９は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【００７５】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ５によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００７６】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、ステージ装置において、ケーブル等による外乱を低減させて高精度な位置決めを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態のステージ装置を表す図
【図２】第１の実施形態における相対位置計測方法を表す図
【図３】第１の実施形態におけるケーブル微動ユニットの追従を表す図
【図４】本発明における第２の実施形態のステージ装置を表す図
【図５】第２の実施形態におけるケーブル微動ユニットを表す図
【図６】本発明における第３の実施形態のステージ装置を表す図
【図７】本発明における第４の実施形態のステージ装置を表す図
【図８】本発明における第５の実施形態の露光装置を表す図
【図９】第５の実施形態における露光装置の半導体製造プロセスを表す図
【図１０】従来例を表す図
【符号の説明】
１  ベース定盤
２  ＬＭガイド
３  Ｙステージ
４  Ｙリニアモータ
５  ＬＭガイド
６  Ｘステージ
７  微動リニアモータ
８  微動ステージ
９  エアパッド
１０、１０’  ケーブル微動ユニット
１０ａ  コイルプレート
１０ｂ  磁石ユニット
１１，１１ａ，１１ｂ  ケーブル部材
１２  永久磁石
１３  Ｘコイル
１４  Ｙコイル
１５  ヨーク
１６  微動リニアモータ
１７  排気溝
１８  ギャップセンサ
１９  計測ターゲット
２０  ギャップセンサ取り付け板
３０  Ｘコイル
３１  Ｙコイル
３２  レチクル
３３  レチクルステージ
３４  レチクルステージ定盤
３５  リニアモータ可動子
３６  ケーブル
３７、３８  エアパッド
３９  ケーブル微動ユニット
４０  リニアモータガイド
４１  ケーブル制御ユニット
４２  追従ステージ
Ｍ１，Ｍ２  リニアモータ
５１  定盤
５２  ガイド
５３  可動部
５４  可動ガイド
５６，５８  静圧軸受
５７  移動ステージ
５９  ミラー
６０  干渉計
６１  光源
６２  投影光学系
６３  リニアモータ可動子
６４  リニアモータ固定子
Ｒ  レチクル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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